地質工程與地質學的區別范文
時間:2023-11-08 17:51:21
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中圖分類號:F416文獻標識碼: A 文章編號:
一、引言
本文從工程地質以及巖土工程的特點,介紹了工程地質與巖土工程的區別,指出兩者之間的關系,進一步介紹兩者的發展,方便讀者更好地去理解工程地質與巖土工程兩個概念。
二、工程地質與巖土工程的區別
工程地質是研究與工程建設有關地質問題的科學。工程地質學的應用性很強,各種工程的規劃、設計、施工和運行都要做工程地質研究,才能使工程與地質相互協調,既保證工程的安全可靠、經濟合理、正常運行,又保證地質環境不因工程建設而惡化,造成對工程本身或地質環境的危害。工程地質學研究的內容有:土體工程地質研究、巖體工程地質研究、工程動力地質作用與地質災害的研究、工程地質勘察理論與技術方法的研究、區域工程地質研究、環境工程地質研究等。
巖土工程是土木工程中涉及巖石和土的利用、處理或改良的科學技術。巖土工程的理論基礎主要是工程地質學、巖石力學和土力學;研究內容涉及巖土體作為工程的承載體、作為工程荷載、作為工程材料、作為傳導介質或環境介質等諸多方面;包括巖土工程的勘察、設計、施工、檢測和監測等等。
由此可見,工程地質是地質學的一個分支,其本質是一門應用科學;巖土工程是土木工程的一個分支,其本質是一種工程技術。
三、工程地質與巖土工程的關系
雖然工程地質與巖土工程分屬地質學和土木工程,但關系非常密切,這是不言而喻的。有人說:工程地質是巖土工程的基礎,巖土工程是工程地質的延伸,是有一定道理的。
工程地質學的產生源于土木工程的需要,作為土木工程分支的巖土工程,是以傳統的力學理論為基礎發展起來的。但單純的力學計算不能解決實際問題,從一開始就和工程地質結下了不解之緣。與結構工程比較,結構工程面臨的是混凝土、鋼材等人工制造的材料,材質相對均勻,材料和結構都是工程師自己選定或設計的,可控的。計算條件十分明確,因而建立在材料力學、結構力學基礎上的計算是可信的。而巖土材料,無論性能或結構,都是自然形成,都是經過了漫長的地質歷史時期,在多種復雜地質作用下的產物,對其材質和結構,工程師不能任意選用和控制,只能通過勘察查明,而實際上又不可能完全查清。巖土工程師不敢相信單純的計算結果,單純的計算是不可靠的,原因就在于工程地質條件的不確知性和巖土參數的不確定性,不同程度地存在計算條件的模糊性和信息的不完全性。因而雖然土力學、巖石力學、計算技術取得了長足進步,并在巖土工程設計中發揮了重要作用,但由于計算假定、計算模式、計算方法、計算參數等與實際之間存在很多不一致,計算結果總是與工程實際有相當大的差別,需要進行綜合判斷。“不求計算精確,只求判斷正確”,十分強調概念設計,已是巖土工程界的共識。
綜合判斷的成敗,關鍵在于對地質條件的判斷是否正確。既然巖土體是地質歷史長期演化的產物,研究其規律性,對關鍵性的問題進行預測和判斷,就只能靠工程地質專家了。譬如要建造一條隧道,沒有工程地質專家幫助,土木工程師只能“望山興嘆”。即使進行了鉆探,面對一大串巖芯、土木工程師雖然能夠辨別哪一段硬,哪一段軟,哪一段完整,哪一段破碎,但難以建立整體概念,“只見樹木、不見森林”。而有經驗的工程地質專家,通過地面地質調查,就可大致判斷地下地質構造的輪廓,就可預測建造隧道時可能發生哪些工程地質問題。再根據需要,采用物探、鉆探、等手段,由粗而細,由淺而深,構造出工程地質模型,明確哪些地段條件簡單,哪些地段條件復雜,哪些地段可能冒頂,哪些地段可能突水。沒有深厚的地質基礎,哪能識別斷層的存在,軟夾層的空間分布,哪能搞清結構面的優勢方向,地下水的賦存和運動規律,哪能說清巖溶、膨脹巖,初始地應力對工程的影響等等??梢哉f,在地質條件復雜的地區,巖土工程師離開了工程地質專家將寸步難行。譬如醫療、工程地質專家的任務是協助醫生對病情做出正確的診斷,并提出治療的建議。診斷是否正確是治療能否成功的關鍵,這是人所共知的。
四、工程地質與巖土工程的發展
關于工程地質與巖土工程今后發展的方向和重點,已有不少專家通過不同方式發表了意見,本文不擬具體涉及。從大方向觀察,筆者認為,工程地質與巖土工程這兩個專業,既不會逐漸歸為一體,也不會逐漸分離,而是像兩條纏繞在一起的鏈子,在互相結合,互相滲透,互相依存中發展。
1.地學與力學的結合
地質學和力學是巖土工程的兩大支柱。地質學有一套獨特的研究方法,通過調查,獲取大量數據,進行對比綜合,去粗取精,去偽存真,由此及彼,由表及里,找出科學規律。這是一種歸納推理的思維方式,側重于成因演化,宏觀把握和綜合判斷。巖土工程是以力學為基礎發展起來的,力學以基本理論為出發點,結合具體條件,構建模型求解。這是一種演繹推理的思維方式,側重于設定條件下的定量計算。但是,工程地質學家如果不掌握力學,則對工程地質問題難以做出定量而深入的評價,難以對工程處理發表中肯的意見;巖土工程師如果不懂得地質,則難以理解地質與工程之間的相互作用,也難以對癥下藥,提出合理的處置方案。這兩種思維方式有很好的互補性,應互相滲透,互相嫁接,必能在學科發展和解決復雜巖土工程問題中發揮巨大作用。
2.抓住機遇,努力創新
半個世紀來,無論工程地質還是巖土工程,我國取得的巨大成就和科技創新是有目共睹的?,F在的中國,一方面是工業化尚待繼續完成,城市化和新鄉村的建設正在加速進行;另一方面,保護環境,使社會經濟協調和可持續發展的任務已經擺在我們的面前。21世紀對中國,將是水利、水電、道路、橋隧、高層建筑和地下工程并駕齊驅的世紀,工業化、城市化、鄉村現代化、保護和改善環境等并舉的世紀。我國地質條件異常復雜,環境特別脆弱,對工程地質和巖土工程帶來了許多世界級的難題,也為創新提供了空間和機遇。希望工程地質專家和巖土工程師抓住機遇,在完成工程任務的同時,發揚創新精神,提出更先進的科學理論和實用技術。要結合重大工程問題創新,結合中國特點創新,更要在原創性和概念創新方面狠下功夫。只有原始創新,從概念上突破,才能領導國際潮流,將我國工程地質和巖土工程的科技水平推向新的高度,走在世界前列。
3.關于專業人才的培養
過去設置工程地質專業,培養了大批工程地質人才,是學習蘇聯和計劃經濟的結果?,F在高校本科撤消了工程地質專業,大批工程地質人員轉向巖土工程,是向市場經濟轉軌和工程建設的需要。但絕不是巖土工程可以替代工程地質,不再需要工程地質人才了。今后的巖土工程師主要來自土木系,他們雖然學過工程地質,但深度是有限的。投入工作后,側重點和注意力主要放在工程問題的處理上,很難下功夫修補地質學功底,遇到復雜地質問題還得請教地質學家。中國的地質條件如此復雜,工程建設規模如此巨大,沒有高素質的工程地質專門人才難以設想。因此,高校應將工程地質和巖土工程作為重要二級學科,培養相應的碩士和博士,作為技術骨干,不斷充實到建設隊伍中去。
五、結語
綜上所述,工程地質是地質學的一個分支,其本質是一門應用科學;巖土工程是土木工程的一個分支,其本質是一種工程技術,兩者有本質上的區別。因此,筆者希望通過本文的介紹,能夠讓讀者認清工程地質與巖體工程的關系,認清這兩個不同的概念。
參考文獻:
官善友 朱銳 高振宇:《地質條件對武漢市地下空間開發的影響及分區評價》,《黑龍江科技信息》,2011年09期
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[關鍵詞]巖土工程;工程地質;關系;問題
中圖分類號:P642 文獻標識號:A 文章編號:2306-1499(2014)13-0176-01
1.巖土工程與工程地質之間的關系
雖然巖土工程與工程地質分別屬于土木工程和地質學,但二者具有非常密切的關系。有專家概括巖土工程作為工程地質的基礎,是工程地質的進一步延伸。工程地質學是源于土木工程的需要而產生。
巖土工程的基礎理論是傳統的力學理論,但僅僅依靠力學計算難以解決工程中出現的實際問題,與工程地質在發生之初就具有密切的關系。結構工程研究的是鋼材、混凝土等人工生產制造的材料,具有均勻的材質,由于是工程師設計或選定的結構和材料,所以具有很強的可控性,具有十分明確的計算條件,所以說建立在結構力學和材料力學基礎上進行計算可信度非常高。但對于巖土材料而言,不管是結構還是性能,都是經過漫長的地質時期在自然中形成,是復雜地質條件相互作用的產物,工程師不能控制結構和材質,必須通過仔細勘察,但是在實際工作中難以做到勘察清楚。因為工程地質條件的不確定性和地下巖土體的區域性和不確定性,巖土工程師對工程的計算就會存在信息不全面和計算條件的模糊,不能僅僅依靠計算的結果,對工程經驗要求較高。因此,盡管巖石力學、土力學和計算技術都取得了非常大的進步,也在巖土工程設計施工中起到了很大的作用,但因為存在計算參數、計算假定、計算方法等與工程的實際有一定的誤差,就會導致計算結果與工程實際之間存在不同程度的誤差,這就需要對巖土工程進行綜合判斷。
對工程地質的正確認識和研判,對巖土工程設計和施工有著關鍵的前期引導作用。巖土工程設計和施工過程中,首先遇到的研究對象是巖土體,對其工程特性以及在地質演化過程中產生的一些地質規律進行研究和推測,就當前我國工程建設中的分工而言,必須依靠相關的工程地質工程師。比如隧道工程,由于土木工程師缺乏對工程地質的深入了解,對在工程設計和施工過程中遇到的工程地質問題的預測就會存在一些困難。在進行隧道鉆探施工過程中,雖然土木工程師可以分辨巖芯的軟硬狀態,但是不能全面掌握在何種巖土體情況下使用何種鉆進方法,對其中可能出現的工程地質問題采取何種應對措施就存在欠缺。但對于經驗豐富的的工程地質工程師而言,通過工程地質勘察手段,運用工程地質經驗,就能夠對巖土體的工程性質進行初步的判斷,預測隧道施工過程中可能遇到的工程地質問題,作出預案建議。巖土工程需要工程地質方面知識來服務,工程地質研判出的地質問題、巖土特性及其它問題需要對巖土工程發揮科學的指導作用,根據工程條件和地質條件,為設計師提供合理的巖土參數和建議,為工程施工選擇合適的施工機械、施工方法以及預測施工過程中可能遇到的地質工程問題,提出處理建議。
2.巖土工程與工程地質的共同發展
2.1力學與地質學的互相結合
力學和地質學共同支撐著巖土工程的發展,力學是巖土工程是發展的基礎。力學的出發點是力學的基本理論,與具體條件相互結合,構建模型,然后進行求解,注重在條件設定情況下的定量計算,是演繹推理。地質學的研究方法比較獨特,主要是通過調查,收集較多的數據信息,然后進行綜合對比分析,找出內在的科學規律,注重成因演化,對問題進行宏觀把握,最后進行綜合的判斷,是歸納推理。對于工程地質學家來講,假如力學理論掌握的不夠精通,就難以對工程地質問題進行定量分析,從而做出有深度的評價,就不能科學處理工程中出現的問題;對于巖土工程師來講,假如地質學知識掌握較少,就不能把握好工程與地質之間的作用,難以提出科學的解決方案。演繹推理和歸納推理具有良好的互補性,綜合應用才能很好的解決巖土工程問題,促進學科發展。
2.2巖土工程和工程地質相互依托發展
近幾十年來,不管是巖土工程還是工程地質,在我國都得到了長足的發展和不斷的創新。我國建筑行業正處于較快的發展階段,向著高空和地下同時追求最大化空間利用,深基坑越來越深,高層建筑也在追逐或者超越世界水平。城鎮化、工業化發展與環境改善共同存在。但我國幅員遼闊,各項工程建設中涉及的工程地質條件有其獨特性,給巖土工程和工程地質帶來了非常突出的問題,但是也給巖土工程技術和工程地質技術的發展與創新提供了良好的機遇與廣闊的發展空間。比如在軟土地區,進行深基坑開挖和隧道掘進的同時,如何很好的保護好周邊環境條件,特別是在城市中心的工程,周邊環境復雜,既要保證工程進度的順利,也要保證地面建筑、已有道路和紛繁復雜的地下管線及其他構筑物的安全。這就需要工程地質人員對地下土層的分布,巖土工程性質進行科學、合理的研判,充分發揮土質土力學理論知識和工程實踐經驗相結合的利用能力。同巖土工程設計師進行相互溝通和交流,進行反復假設和論證,選擇合適的設計方案和施工方案。巖土工程設計及施工以地質工程為基礎前提,而地質工程又以巖土工程為服務對象,在地質工程師掌握項目工程條件時,其目的性就更明確,更加經濟合理的開展地質工程工作。
在巖土工程技術不斷創新的同時,地質工程的勘探技術和分析技術也在發展。巖土工程技術的發展,對地質資料的準確性要求就會越高。只有地質工程勘探技術和分析技術發展起來了,才能提供更精確、更多的地質條件,多種勘探方法的同時利用,對地質條件的解讀也更加準確。比如地質數值模型的建立,將有利于巖土工程技術數值模擬的比較和選型。這需要兩個領域的相互穿插和知識的相互融合,依托發展,兩者共同構成工程建設的重要組成部分。對工程技術的創新,創造高質量精品工程是工程領域共同追求的目標。這就要求巖土工程師和工程地質工程師克服各種困難,抓住機遇,在工程建設和生產中不斷創新,探究更加科學、更加先進的實用技術和方法。只有不斷的創新,才能在國際競爭中領先,才能推動我國巖土工程和工程地質的科技進步。
2.3人才培養
當前,很多高等院校都將工程地質學科與巖土工程學科進行合并,培養具有綜合素質和綜合應用能力的人才。但在這過程中也存在不少問題,高等院校在培養人才時,注重理論知識的培養,缺少理論與工程實踐的結合,而此過程中容易造成學員缺乏對所學學科的認識,容易造成學員認為配置的教材與所學專業缺少直接聯系,以至于我們的學員在學習期間或者畢業后總覺得所學內容無所用處。我認為在高校期間的人才培養,需要利用工程實例,特別是一些失敗的工程案例結合理論知識進行解析,培養學員對學科重要性的認識,培養其分析能力,充分調動學員的學習興趣和探索能力。在高校外,學員進入各工作單位后,工作單位應根據學員所學專業配置情況,結合工程實際進行經驗傳授,讓學員學會應用規范、規程等工具書。對于人才的培養,是一個長期過程,既需要學校的科學文化知識教育,也需要社會工程實踐的鍛煉。作為一個合格或優秀的工程師,在實際工程中,如何很好利用理論知識,什么樣的工程問題需要尋求什么樣的理論分析,什么樣的技術在工程實際中可以得到創新,這是一個長期理論知識的積累和豐富工程實踐經驗的總結結果。
3.結語
巖土工程和地質工程的發展,為工程建設提供了更加科學、可靠、經濟的工程技術,兩者之間互為依托,巖土工程技術的發展促使地質工程勘探技術和解析方法的發展,地質工程提供的高精度、高準確性的地質解讀,為巖土工程技術的發展提供了巖土數據基礎,兩者共同組成工程建設的重要組成部分。對兩者的發展和探索一直是工程建設領域不斷追求的目標,同時,對具有綜合素質和綜合應用能力人才的培養也勢在必行。
參考文獻
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關鍵詞:工程地質 水利水電 勘察 環境 分析 人才 機遇
工程地質對于工程師來說并不陌生。然而,由于人類工程活動引起地質環境的改變,工程地質問題造成工程建設的被動與失敗的若干實例證實,許多人對工程地質又是陌生的。
人類歷史剛剛翻開新千年新世紀的第一頁,一場以高新技術為前導的產業革命卻早已開始了,工程地質學科必將在這場革命中獲得新生。當然,我們更應該看到技術的每一次革命性進步,都伴隨著矛盾與沖突,特別是體制和機制問題,是生產力與生產關系的相互作用,需要協調與適應,改革就成為必然。
當前,工程地質學科正在經歷著前所未有的挑戰,工程地質專業正面臨著新的發展機遇。人類與自然的關系不是斗爭而是相互作用和相互影響;人類工程活動不是改造自然而是如何順應自然。人類賴以生存的地球環境問題,工程地質學家和地質師都要認真關注,并勇敢地承擔起應盡的職責。
1 工程地質學科的起源與發展
工程地質學是研究人類工程建設活動與自然地質環境相互作用和相互影響的一門地球科學。20世紀初,為了適應興建各種工廠、水壩、鐵路、運河等工程建設的需要,地質學家開始介入解決工程建設中與地質有關的工程問題,不斷地進行著艱苦的工程實踐和開拓性的理論探索,首次出版了“工程地質學”專著,工程地質學開始成為地球科學的一個獨立分支學科,工程地質勘察則成為工程建設中不可缺少的一個重要組成部分。二次世界大戰以后,全世界有了一個較為穩定的和平環境,工程建設的發展十分迅速,工程地質學在這個階段迅速成長起來了。經過半個多世紀的工程實踐和理論探索,工程地質學大為長進,內涵和外延都煥然一新,成為了現代科學技術行列中的重要分支學科。
3 工程地質的技術進步
工程地質勘察技術近二十年來有了長足的進展。測量、物探、鉆探、試驗等在儀器、設備、新技術、新方法、新手段方面不斷推陳出新,為工程地質提供了強有力的技術依托。由于有了各種新技術的支持,工程地質分析從定性到定量就成為可能。定量分析的新理論層出不窮,在學術界十分活躍。
計算機技術的發展對工程地質來說是一場真正的技術革命,從外業資料收集和內業資料整理的工作程序、工作方法、產品成果、質量標準等等均與傳統的工程地質有較大的差異,應用前景振奮人心?!肮こ痰刭|計算機應用技術協作網”業已正式成立,必將對工程地質技術進步起到積極的推動作用。工程地質計算機應用主要包括六大課題:①數值計算;②制圖;③數據庫;④文檔管理;⑤專家系統;⑥網絡系統。這六大課題既是多年來本專業計算機應用的實踐,也是我們將繼續探討的主要課題,還需要在今后的實踐中賦予新的內涵。
4 工程地質專業的任務與責任
工程地質專業的主要任務是:①選址,選擇在地質條件上相對最優的工程建筑地區或場地;②評價,闡明工程建筑區或場地的工程地質條件,進行定性和定量的工程地質評價,準確界定工程地質問題;③預測工程建筑物興建和運用過程中地質條件的可能變化,為研究改善和治理工程地質缺陷的措施提供依據;④調查工程建筑物所需的天然建筑材料等。歸納起來的表述:為工程建設提供基礎性和專門性地質資料,為工程選址、建筑物設計以及不良地質條件的工程處理提供技術依據,同時對地質環境的變化作出預測。
為了完成以上任務,需要針對工程建筑物區進行工程地質勘察和工程地質分析,界定和研究主要工程地質問題。工程地質勘察需要勘察目的明確,工程概念清晰,勘察手段多樣,勘探精度滿足要求。工程地質分析要求方法正確,計算可靠,參數可信,建議措施符合工程實際。工程設計最關心的是建筑物地基的工程地質條件和物理力學性質,因此工程地質工作的最終體現是工程地質定性和定量評價。
工程地質專業只對提交給設計采用的地質資料負責,其物理力學參數也僅僅是建議值,不在建議值范圍之內的設計采用值和不適應地質條件的設計方案,地質師不負責。但是,地質師有責任對不符合或不適應地質條件的設計方案提出質疑,對可能存在的工程隱患要與設計師充分交底,對不良工程地質缺陷有責任提出工程處理措施的建議。
一般說來,正規勘測設計院的勘測隊伍,已經過幾十年工程實踐的檢驗,在正常情況下都可以完成以上任務并盡到地質專業的責任。本文以下章節列出的工程地質工作中存在的若干問題,是歸納了筆者從事工程地質工作十多年來的所見所聞,供地質師們分析問題時參考。
5 工程地質工作存在的問題與對策
5.1 工程地質勘察的質量問題
在工程地質勘察過程中,一般問題較多的是工程概念不清,勘探側重點不明確,針對性不強,方法不當,手段落后;工程地質分析工作中所選擇的理論、方法、計算公式等與實際情況有較大出入,其適應條件的物理意義混淆不清;地質報告中基本地質條件不清楚,主要工程地質問題界定不準確或論證不充分,有問題遺漏甚至結論性錯誤;有些地質報告沒有地質結論,也有些工程沒有做多少地質工作就先下結論,極不嚴肅。此類問題往往造成階段性工程審查不能一次性通過,可能延誤開發時機;或者盡管通過了審查,但卻給工程留下了隱患,這種情況的危險性更大。
5.2 相關專業的理解問題
一種情況是地質師對其它專業不理解,這需要加強跨專業的學習。另一類現象是設計施工等相關專業對工程地質的不理解。有的不懂地質卻偏要提出一些不切實際的勘探要求,有的工程由設計人員來布置地質勘探工作;有的設計人員對地質專業知其然不知其所以然,自以為是包打天下,不結合地質條件設計不當;也有的是不尊重自然地質規律,野蠻施工,嚴重破壞地質體的自然結構,造成重大工程事故。所有這些非地質專業的問題,往往在出了問題之后又向地質專業推卸責任,令地質師們不知所云。工程地質界知名專家學者孫廣忠教授指出:“實際上,在地質工程實踐中脫離地質實際的實例隨手可拾,可以說,地質工程施工中出現事故的絕大部分是設計和施工脫離地質實際的結果,或者是對工程地質條件沒有搞清楚或認識不清的結果,如果離開了地質基礎,則其理論必將脫離地質實際必將作出錯誤的結論”。
潘家崢院士等前輩專家早已強調過地質學水工,水工學地質。足以可見專業之間的交叉滲透問題,早已被專家們的真知灼見道出了關鍵,就看我們作何行動。
5.3 勘測周期不合理的問題
從工程地質勘察到地質報告的提交需要一定的工作周期,這是再簡單不過的道理。但有些工程沒有基礎性的前期投入,一旦要報項目,立即就要求提交地質報告;還有些工程是今天提交了可研報告,明天就提交初設報告。此類情況多為地方性工程,一般國家投資的大型工程出現這種局面的不多。沒有足夠的勘測周期所造成的后果是嚴重的,地質條件不清楚,投資控制不住,施工后修改設計,或由于地質問題造成承包商巨額索賠等等。更可怕的是留下了工程隱患,可能造成重大工程事故。
5.4 規程規范的問題
規程規范的問題較多,甚至產生了一些混亂。水利系統與水電系統的勘測設計階段不一致,規程規范也有區別。歷經十多年的編寫報批,1999年才頒布的國家標準《水利水電工程地質勘察規范》,在勘測程序和新技術的應用方面都已經明顯地落后于時代的發展,一經頒布實施就難以把握。更為令人難以理解的是另一部國標《巖土工程勘察規范》并不完全適合于水利水電工程地質,而建設部的一些工程勘察監督機構則以此為依據對水利水電勘測設計單位實施質量檢查,使勘測單位不得不準備滿足兩種規范的兩套地質報告分別對付審查和檢查。規程規范的修訂和出臺周期太長,完全不能滿足工程建設的需要。水利與水電分家之后,對于工程地質這個專業來說其工作性質是一樣的,但卻存在不同的技術標準和勘測程序,這種情況還要繼續下去,需要尋求解決或協調方案。
5.5 人才問題
十年造成的人才斷層已經出現。有豐富工程實踐經驗的前輩地質師相繼離崗,各勘測設計院明顯缺地質總工人才,八十年代期間各院比較整齊的地質副院長和院級地質總工,近年來在一些勘測設計院已經相繼斷檔,或后繼無人,或后備人才尚不成熟??睖y行業不景氣,社會地位和經濟地位與工程地質專業不相適應,工作環境、工作條件的局限,人才資源開發機制的問題,擇業行為中的浮躁動機等等,都不同程度地影響著優秀地質師的成長。
高質量高水平的工程地質分析成果,出自于高水平高素質的地質師。有人說二、三年就可以培養出地質專家,實屬無知。要培養出一個具有工程地質分析能力,能夠解決復雜問題的地質師,沒有十年以上的功夫,大量的工程實踐,自身的敬業精神,理論聯系實際,相關學科專業的學習和滲透,是決不可能的。十年樹木百年樹人,在地質師的培養過程中可以充分體現出來。培養優秀地質師的難度可以說遠遠超過培養博士、研究員和教授的難度。
社會的發展和日趨激烈的競爭市場,對地質師素質的要求也將越來越高,最好是跨專業的復合型人才。競爭的實質是人才的競爭??睖y隊伍要走向市場,必須重視高素質人才的培養,重視人才資源的開發。
5.6 技術管理問題
工程地質勘察質量的控制,技術管理是主要環節之一。近年來一些單位提交的勘測設計報告中的地質章節不是地質師寫的,報告的編制人中沒有地質專業負責人,或地質報告沒有院級地質負責人審查把關,報告和圖紙中的錯誤較多。這種情況給總院增加了審查難度,同時也有損勘測設計單位的質量和水平形象,還會延誤工程報批的時機。當然也有上級單位工程審查把關不嚴,助長了這種技術責任心不強的現象。
5.7 其它問題
前期工作投入不夠,有些地方部門長期拖欠勘測經費;體制問題,市場競爭不規范,非水利水電勘測單位從事水利水電勘測工作存在工作方法、技術要求和工程地質評價等方面的差異;勘測工作經費仍然按落后的實物工作量計算,造成多勘探多爭錢,地質分析多出力多賠本的事實上的不合理現象,長期以來得不到解決??睖y技術的科技含量低,新技術新方法投入少,不能滿足現代工程技術發展的要求。
5.8 今后十年將進入工程事故的高發期
鑒于對以上若干問題的擔憂,今后十年有可能是我國水利水電工程事故的又一個高發期,這一悲觀性預測有些危言聳聽,但愿不要成為被不幸言中的事實。
5.9 解決問題的對策
解決問題首先要分清責任。規程規范和部分技術管理方面的問題應該由總院負責;勘測周期不合理,前期工作投入不夠等問題應該是地方部門或者計劃部門負責;質量、人才、相關專業的協調等問題自然應該由勘測設計單位負責;其它問題大家都有責任,但主要還是取決于大環境。
責任分清楚了,落實到要有人來抓,所有問題雖然我們不敢說都能很好地得到全面解決,但至少可以前進一大步。最可怕的是大家都在暢談必要性重要性,結果都是紙上談兵,沒有實際行動。筆者在這里也就是夸夸其談而已,不可能提出可以操作的具體解決方案,這種方案也不該我們提,該誰提?當然應該是誰負責抓,誰就提方案追落實精指揮勤檢查,最終歸結到誰領導的關鍵問題上。到此為此,我們的對策就算出臺了。
其實,我們這里列出來的眾多實際問題,本質上和深層次的是體制和機制問題,需要通過改革才能從根本上解決。隨著勘測設計市場化進程的加快,新技術與舊管理的沖突,老觀念與新思想的交鋒,既是矛盾又是改革的動力,這是不難理解的。
6 工程地質要抓住機遇迎接挑戰
汪恕誠部長曾經講話強調:“不能老修改設計,因為搞招投標尤其是國際合同,修改設計就意味著被索賠”。少修改或不修改設計,是對工程地質提出的更高要求?;镜刭|資料不準,修改設計就是必須的。高標準嚴要求就是挑戰和機遇。
人類社會的進步與發展,實際上又是一部人與自然相互協調和相互影響的壯麗史詩。以前我們把人與自然的關系當成是與天斗與地斗的斗爭關系,實踐證明,人與大自然斗爭的結果,雖然取得了一些局部性的小勝利,而大自然反過來對人類的懲罰卻是災難性的。人類的每一次產業革命,無不與工程建設有直接關系,與地質環境有直接或間接關系。建國以來,我國的基本建設此起彼伏,水利水電工程建設從無到有,新一輪的建設正在興起。在多專業組成的基建隊伍這個龐大樂團中,地質師要起到指揮和首席演奏家的作用,甚至還要擔負起獨奏華彩樂章的作用。
盡管工程地質學科正在經歷著前所未有的挑戰,工程地質工作也存在著這樣那樣的問題和難題,然而這更是機遇。抓住機遇迎接挑戰,順應自然,保護環境,防止災害,造福人類,是工程地質學家和地質師的艱巨任務和不可推卸的責任。
主要參考文獻:
1 王思敬,工程地質學的任務與未來,《工程地質學報》1999年第3期
2 崔政權,《系統工程地質學導論》水利電力出版社,1992.5
3 孫廣忠,論地質工程的基礎理論,《工程地質學報》1996.第4期
4 黃鼎成等,《走向21世紀的
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關鍵詞: 地質勘探;技術創新;研究
摘 要: 為進一步的增強經濟效益,創造更多的財富價值,不得不對現今社會的地質勘探技術進行改進,使之成為一種新型的技術手段。同時勘探工程在工程建設中的應用,隨著國民經濟建設的迅速發展,現代建設工程的基礎施工及基礎處理的要求越來越高。但是縱使以往勘探方法是如何快捷,先進,仍然不能擺脫一定程度上的約束,進行施工時仍有很多的劣勢。所以為將經濟效益提升到最大,實現共同盈利的目的,需要對以往傳統方法進行總結和整合,發現問題并解決問題,使之形成一種最新的且最科學的創新技術手段。針對如何創新,如何進行整合改進,做出如下討論。
關鍵詞: 地質勘探;技術創新;研究
中圖分類號:P624 文獻標識碼:A 文章編號:1671—7597(2012)0920095—01
1 地質勘探概述
1.1 地質勘探內容
“地質”在文學方面又被稱為“地質學”,但是因為我們在生活中習慣了“地質”的叫法,所以一直延續下去。地質學是七大自然科學之一,具有悠久的歷史,其主要是研究地球的發展史及其地勢變化。地質學在現今社會應用范圍非常的廣泛,主要應用地震預測、礦產勘測和地勢分析等等。在生活中,地質學的運用隨處可見。比如建筑在地面上的物體在建筑之前,都要搞清楚地下的情況,要了解是否是水的源頭或者土壤是否疏松等問題。但地質勘探是當今社會最具備技術含量的應用。地質勘探主要用來尋查地表或巖層是否有礦產資源,并對勘測到的資源進行開采,為工業的發展提供礦產能源。地質勘探人員利用勘探技術對特定環境的地質進行勘探研究,為教科書提供地質資料。而勘探技術可分為多種,其中“物理勘探”簡稱為“物探”,主要是研究各種巖石和礦石的密度、磁性、放射性等物理性質的差異。通過采用不同的物理方法和物探儀器,對一些特殊的地球物理地質進行勘測,并對多勘測的結果進行研究,由此得出地勢變化的推測。而常見的勘探方法有重力勘探、磁法勘探、電法勘探、地震勘探、放射性勘探等。根據不同地質的情況而采用不同的勘測方法。同時物探涉及的工作空間有多種,可以分別的在地面、航空、海洋和礦井進行作業[1]。
1.2 地質勘探方法
主要有坑、槽探、鉆探、地球物理勘探等方法。
1)坑、槽探
通過人工或者機械對表層進行挖掘,鑿以坑、槽、洞、井,并對施工的巖土層進行考察研究,以便直接觀察到巖土層內部結構,并能夠直接取出結構樣本。
2)鉆探
通過使用鉆機在地表層進行鉆孔,用來區別和劃分地勢的各個地表層次。同樣可以利用鉆探技術在地底下層次進行取樣。鉆探是現代工程地質勘查中應用最廣泛的一種勘探方法,其可以有效的勘測到深層,為我們提供地質資料。
3)地球物理勘探
地球物理勘探簡稱物探,其主要用來探測各種地球物理場的變化,并通過研究巖石和礦石的密度、磁性、放射性等物理性質的差異,做出有用的推測。常見的勘探方法有重力勘探、磁法勘探、電法勘探、地震勘探、放射性勘探等[2]。
2 地質勘探技術現狀
雖然我國測勘探技術取得了長足的進步,并在此基礎上形成了一定的勘探制造能力,我國勘探技術和裝備的研究水平和制造水平與國際公司相比仍有較大差距。這種差距主要表現在儲備技術少,成果轉化慢,綜合性研究人才缺乏,自主創新能力不足。可以說,我國勘探技術和裝備水平與國外相差一代,還沒有一套完整的自主研發的成像勘探設備,所以仍需要發展和改進。
近些年來,在地質勘探領域的技術人員通過親身的工作經驗對國內地質勘探進行了總結,并對新技術的發展做出了規劃。其內容主要包括;1)合理安排人事人員,注重人才的培養,做好每一個工程項目,制定嚴格的工作制度,做到不分級別,一視同仁的對待每一項工程。工作人員對待要積極樂觀,有激情,及時完成對各個區域的地質勘探工作,善于發現問題,完善國內外的勘探技術;2)遵照地勢分布及自然環境規律,合理的進行勘探開采工作;3)在地質勘探工作中,應善于發現周邊環境的差異,找出工作內容重點,運用恰當的操作方式,對地質進行勘測,努力提高勘探精度、深度和廣度。同時我們應時刻關注國家勘探技術的發展形勢,不斷地進行改進,從而使我們的勘探范圍更加廣泛。4)結合最新科學技術,與勘探工程項目密切聯系,加強技術人員的知識儲備。不管在工程作業還是在個人素質拓展都要有一定程度的進步,走科學并全面發展道路,跟緊社會步伐。對待任何大小問題,要嚴謹,坦然面對。努力改善以往工程中的不足,合理規劃工程項目,以科學知識為理論指導,高效的進行工程作業。努力發展技術人員,將每一位作用發揮到最大,使之成為出類拔萃的技術人才[3]。
3 地質勘探技術創新研究
綜合應用現代技術,從科學的角度出發,將傳統勘探技術與現代技術相結合。以地質勘探為基礎,對勘探中遇到的難題逐一解決,發現問題并解決問題;以增強經濟效益為目的,逐步突破更多的開發領域。尤其是改進找礦方法,用現代技術取代傳統技術,同時使用各種精密的物理儀器進行勘測,獲得較為全面且較為精確的數據。以高可靠性、高集成度成套勘測裝備的研究開發為目標,帶動相關應用基礎和勘探資料解釋方法的研究,堅持自主創新,發展具有自主知識產權的勘探核心技術和裝備。
3.1 “地、物、化三場異常相互約束”技術方法
現在勘探行業所使用的勘探方法主要適用于地勢較為復雜的地區,而地物化三場異常相互約束技術方法更適用這種區域,且其效果更加明顯。但是這種技術也仍處于測試階段,目的就是發現不足之處,并采取相應措施進行改進。而且其存在的缺點仍會影響著施工效率,所以還是不容忽視的。這種新型的勘探技術對現代勘探行業有很大的影響,其被應用在各種非常規的地球勘察工程中效果還是比較明顯的,能很好的結合地理、物理和化學三門科學進行勘測,是先進勘探技術的一個偉大突破。雖然現代先進的地震勘探技術可以準確的確定地表層的結構,但是卻仍然沒有辦法確定礦產的準確位置。而這套技術雖然有些缺陷,但是還能夠確定地質、地球化學、地球物理異常。而實踐證明,只要對礦山工程和地下水資源的進行研究和創新,就可以準確的定位地下資源的具置。同時,隨著社會的發展,人們物質生活水平在不斷提高,而人們對未來生活的需求也在不斷變化,從而致使技術人員的工作受到了影響。因此在這樣的一個環境下,仍然需要一些新型技術作為支持后盾[4]。
3.2 對新技術的簡要分析:射線熒光技術
通過試驗證明,這種新型方法準確性高,能夠精確確定地下資源的具置。
雖然這項技術在作業時,會受到外界的一些因素影響,但是其仍是值得我們肯定的。因為其在一定程度上可以保證準確性,而且隨著勘探的難度增加,其能夠更好的利用勘探深層次地質,并保證精確度。同時甚低頻電磁法就是在這種技術的支持下產生的,也新型技術的產生也提供了理論基礎。這項技術為勘探人員節省了很多的精力,讓他們在較短時間內做好一切工作準備。
3.3 采用GPS感應系統采集信息
這項新型技術在勘探行業被廣泛使用,且主要地質勘測方面。其擁有一套較為特殊的系統,而且系統的功能強大,能夠將所有的信息進行集中,為勘探人員提供有用的信息。其具備著特殊的功能,彌補了那些傳統勘探儀器功能。采用GPS感應系統能精確定位地下礦物資源位置,同時可以判別地質中是由哪些礦物組成,為勘探行業的發展邁出很大的一步[5]。
4 結語
總而言之,不管怎么說我們已經進入到了現代化的社會,我們周圍的一切都應該遵循科學技術的創新,因為最新的科技已經切實的為我們帶來了優勢。然而為了保障我們自身的利益最大化我們也不得不這樣做,重視科技的發展是勢在必行的,而就僅僅針對地質勘測這一方面的工作來說,我們已經得到了足夠的數據理論來支持已經被確認可行的科技探測方案,運用與實踐結合的方式來進行地質勘探工作,足可以在提高自身能力的同時獲得經濟效益。
參考文獻:
[1]王定武,煤田地質與勘探方法[J].中國礦業大學學報,2010(04).
[2]唐建益,煤炭采區實用地震勘探技術[J].煤炭工業,2011(03).
[3]孫平,煤田地質與勘探[J].煤炭工業,2010(05).
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為何選擇地球化學專業
在高三同學們進行專業選擇時,常常會被諸如什么專業好就業、什么專業有前途、什么專業有發展前景等等這樣的問題所困擾。然而在我看來,專業沒有冷熱之分,所謂的冷門專業和熱門專業只是大的社會環境背景下所導致的區別罷了。只有對所學專業有興趣,才有動力去學好學精,從而謀求到更好的發展前途。就我所讀的地球化學專業來說,開設此專業的院校全國只有二十余所,每屆畢業生總共才有三千余人,比起計算機、英語等專業,可以說是冷門專業。但是只要地球存在一天,地球化學就要存在一天,所以有很好的發展前景。地球科學是人類永恒的事業,我自己出于對旅游和地球奧秘的好奇,報考了國內地學教育的排頭兵和國際地學界的知名學府――中國地質大學(北京)。
中國地質大學作為一所以地質、資源等為特色的行業高校,在國內地學領域中可謂擁有不可撼動的地位。在2012年的第三輪高校學科評估中,地質學和地質資源與地質工程兩個一級學科連續三輪分別排名第一。所以,想要從事地質工作,報考中國地質大學是最理性的選擇。
課程安排和設置
搞地質曾經給人的印象是找礦、搞風水、上山下鄉,其實這是很狹隘的理解。地質學其實涵蓋了與地球(或者其他宇宙天體)有關的各個方面,它是一門很龐大的學科系統。
進入大學之后,我慢慢地了解到中國地質大學地球化學專業擁有於崇文、張本仁、李曙光等院士,就連“嫦娥奔月”工程的首席科學家歐陽自遠院士,也是我們專業的第一屆校友。按照以往院士和每年的學生比例來算,平均2000人可以出一個院士。這也就更加激勵了同學們鉆研專業領域的動力。地質大學的學術氛圍十分濃厚,在我所就讀的地球科學與資源學院,老師和同學們研究課題到深夜已經是屢見不鮮的情景了。每次走在校園的主干道上,看著路上行色匆匆的老師和同學,望著伴隨學校成長的白楊,我愈加相信,簡樸的地大,孕育了多少的地質人,又引領了多少的地質人?。〉卮笕耸冀K踐行著“艱苦樸素,求真務實”的校訓,不斷鉆研,精深著地大的精深。在這里,我更加堅定了終生走地質之路的決心。
在專業課設置的方面,大一、大二期間學習內容主要為公共基礎課和專業基礎課。專業基礎課主要是為將來從事地質科研夯實理論基礎,包括巖石學、結晶與礦物學、地史學、古生物學、地球化學、構造地質學等課程。同時,專業課還設置了很多實習內容,以幫助我們進一步加深對專業知識的掌握。
在結晶學實習課上,我們把小孩子玩的“積木”琢磨了大半個學期,睡覺的時候都在念叨晶型符號;在巖石學實習課上,我們拿一把小刀、一個放大鏡觀察三大巖類標本的結構和構造特征,若有幾個很相像的標本的話,可夠折騰大腦的;在晶體光學課上,我們利用偏光顯微鏡對巖石薄片進行觀察鑒定,發現原來“石頭也是有顏色的”。當老師站在講臺上滔滔不絕地講述著地球的演化歷史時,我們會覺得自己在做著一件多么有意義的事啊!人類的歷史在地球的歷史長河中,只不過是滄海一粟而已,年華是如此短暫,何不充實度過?在雅安地震后的第二天,老師就為我們講解了此次地震發生的機制原因。讓我們意識到地質對人類社會是如何的重要!很多有名的教授都給我們本科生上課,教授們的知識淵博,待人寬厚,使我們受益匪淺。
本專業的實習和就業
野外是地質工作者的家園。中國地質大學在周口店和北戴河都建有教學實習基地。在大一的時候,我們前往北戴河進行了為期12天的地質認知實習,實習內容相對簡單,但是為我們進一步的學習奠定了理論基礎。大二暑期的周口店實習更加充實緊張,在為期三十五天的酷暑里,我們每天帶上地質三大件出野外,爬山是家常便飯,劃分地層、測產狀、記野簿、繪素描,回基地后,要補充野簿、上課,還要預習第二天的實習內容。實習結束之后,大家都被曬黑了,體重也減少了,但學到的東西很多,掌握了地質工作者應具備的地質基本技能,學會了合作交流,為自己以后的地質工作奠定了實踐基礎。盡管很多人不能理解我們為何要選擇從事這一行業,我想說是興趣與使命讓我們越走越堅定。
大三以后,我們可以根據自己的興趣選擇專業方向深入學習。同時,若自己對科研感興趣,可以跟隨老師做課題。
時間就像是海綿里擠出來的水,大學的課余時間是十分充足的。如果利用好課余時間,多參加課余活動,對一個人的能力提升是很有幫助的。在大二時,我和同學申請到了兩個國家大學生創新項目,開始了自己的創新之旅。在科研過程中,我們學會了如何查找資料,如何寫論文,如何制定可執行的方案。每天的生活雖然很繁忙,但當自己有所進步時,都會為自己感到高興。同時,我也參加了不少比賽活動,獲得了第六屆全國大學生海洋知識競賽北極特別獎等。總而言之,大學所提供的機會是非常多的,只要你做一名有心人,便會收獲令人欣慰的驚喜。
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(1)一定的研究生規模和良好的結構比例。盡管學校有很多困難,特別是空間困難,但是,研究生規模不僅不能縮小,而且應該盡一切可能適當擴大,特別是要擴大博士生、免推研究生和學術型碩士生規模與比例。博士生、免推研究生和學術型碩士生不僅能產出大量SCI論文,而且是科學研究的重要力量。(2)全國百篇優秀博士論文和北京市優秀博士學位論文的數量。全國百篇優秀博士論文是衡量研究生培養質量的重要標志。北京市優秀博士學位論文評選雖然起步較晚,但是程序規范,要求標準高,競爭激烈,是全國百篇優秀博士論文的預選賽。作為從研究生教育起家、以培養研究生為重要特色的中國地質大學(北京)必須長期不懈地重視百篇優秀博士論文和北京市優秀博士學位論文的產出,這既是研究生培養質量的重要標志,也是培養“杰出青年基金”獲得者的前奏。(3)SCI論文的數量與質量(影響因子和引用率)。盡管對SCI論文有不同的看法,但是中國地質大學(北京)現在依然沒有超越SCI階段。為了提高學校的核心競爭力,必須下大力氣重視SCI論文的數量和質量。當每個研究生都可以發表高水平的SCI論文時,我們才有資格討論SCI論文是否重要。SCI論文目前依然是人才培養、學科建設、研究團隊建設、科研成果評獎的重要基礎。中國地質大學(北京)不能再走僅重視SCI論文數量的老路,而要更加重視SCI的質量,催生高影響因子SCI論文的產出,才能后來居上,實現跨越式發展。(4)發明專利數量與轉化率。中國地質大學(北京)有一定數量的工科研究生,除了鼓勵研究生產出高水平的SCI論文外,還應鼓勵研究生多獲得國家發明專利,特別是具有廣闊市場前景、易于轉化的發明專利。(5)國際化程度與水平。研究生教育的國際化不僅有利于提高研究生的培養質量和國際化視野,而且為擴大學校影響提供了重要平臺,也會大大促進學??蒲兴缴吓_階。中國地質大學(北京)要實現地球科學領域世界一流大學的長遠辦學目標,提高研究生培養的國際化程度和國際化水平是必由之路。
研究生培養面臨的挑戰
遙想當年,中國地質大學(北京)在地學研究生培養方面獨領,成為中國地質教育戰線一道亮麗的風景。近年來雖然學校發展很快,但研究生培養出現了新的困難,面臨著新的挑戰,主要表現在下列幾個方面。(1)師資力量有限,每個教師帶的研究生偏多。學?,F有專任教師866人,其中具有正高級職稱教師191人,副高級職稱269人。2012年學校實際報到碩士研究生1743人,博士研究生377人。如果這些研究生全部由學校的教師來指導,具有正高級職稱教師平均每人指導2名博士研究生,具有正、副高級職稱的教師平均每人指導3.8名碩士研究生。按研究生學習時間為3年計算,每個具有正高級職稱教師平均指導6名博士研究生和11.4名碩士研究生。相對于師資力量來說,我校研究生規模偏大,每個教師指導的研究生太多,特別是傳統優勢學科每個教師帶的研究生太多,負擔太重,壓力過大,疲于奔命,不僅影響了指導教師的身心健康,影響了研究生培養質量的進一步提高,也使學校一些管理政策失靈。(2)研究生的生源質量有待改善,非地質專業的研究生偏多。研究生報考有一個就高不就低的基本規律,即學生要么選擇自己的學校,要么選擇比自己學校聲望高的教學或研究單位,很少有學生選擇比自己學校聲望低的教學或研究單位讀研究生。30多年前,由于各種原因,中國地質大學(北京)是地學研究生的首選之地,不光長春地質學院、成都地質學院、河北地質學院、西安地質學院的學生青睞中國地質大學(北京),而且北京大學、南京大學、浙江大學、中山大學的學生也紛紛加盟。加上當時招生人數很少,招生優中選優,生源很好。經過30年的發展,學生報考研究生對學校的選擇范圍越來越大,研究生報考就高不就低的現象越來越明顯。近幾年中國地質大學(北京)的研究生中幾乎見不到北京大學、南京大學、西北大學、浙江大學和中山大學的畢業生。另一方面,由于就業的導向作用,近年我校傳統優勢學科研究生生源比例明顯下降,跨專業研究生比例明顯提高,非優勢專業研究生比例增長過猛,導致研究生培養效率下降??鐚I研究生的成才率太低,對學校核心競爭力的貢獻率不高,非傳統優勢學科研究生對學校核心競爭力的貢獻率也不高。(3)培養環節需要進一步改善。目前中國地質大學(北京)研究生培養在課程教學、實踐教學和科研成果產出與轉化等方面管理都比較粗放,體現學校的意志不夠,需要進一步改善。(4)研究生學習研究長期與科研儀器脫鉤,導致動手能力不強,發展后勁不足。這個問題其實也可以歸結到研究生培養環節中。之所以將這個問題單獨拿出來,是因為這個問題太突出了。留學生的實踐表明,中國人對書本知識的學習能力絕不比外國人差,直到碩士階段都不明顯輸給外國人,但在博士階段實驗室動手能力普遍不高。這與我們的研究生學習研究長期與科研儀器脫鉤不無關系。(5)鼓勵創新型、拔尖型人才脫穎而出的政策體系不夠完善,一些政策執行不到位,大鍋飯現象盛行,耗費了學校大量優質資源,影響了拔尖人才的培養和標志性成果的產出。(6)國際化程度與國際化水平不高,主體限于國內辦學,雖有一定的國際交流,但規模不大,水平也有限。(7)研究生管理多為按部就班的服務,創新不多,特別是對全局具有帶動作用的創新不多。
研究生培養的出路
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關鍵詞:勘查技術與工程 專業建設 課程體系
中圖分類號:G4 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)09(c)-0224-01
根據就業市場的需求以及學校發展的需要,我校在地球物理學理學專業的基礎上申請了“勘查技術與工程”這個新專業,經教育部批準,已從2009年秋季開始招生,至今已經招收了3屆學生。經過這三年的教學實踐,通過與系里地球物理學這一老專業的認真對比,對該新專業的建設有了比較深刻的認識,認為當前迫切需要考慮以下幾個問題:怎樣才能又好又快地建設好這個新專業?怎樣才能培養出適應社會經濟發展的專業學生?如何在培養學生刻苦學習、艱苦奮斗、勇于探索的精神下逐步形成我校有別于地球物理學這個老專業的勘查技術與工程專業的特色?
1 完善培養方案與課程體系,建設好新專業
培養方案和課程體系是專業人才培養的重要組成部分,體現了專業辦學的定位,規定了人才培養目標、規格和模式,是學校教育、教學的指導性文件,是培養人才和組織教學的主要依據,為了能培養出優秀的適應時展的應用研究型人才,需在總結其他院校多年辦學經驗的基礎上,切實結合學校自身的發展特點和地理優勢,構建新型的專業教育課程體系,制定能適應社會需要的寬口徑人才培養方案。
課程是學校人才培養教育的核心,課程體系是專業培養方案的具體體現,課程體系建設是專業建設的核心,專業人才的培養目標只有體現在課程教育中才能真正得到落實和實現。為了又快又好的建設好勘查技術與工程這個新專業,需將新專業的課程體系建設緊緊圍繞培養專業應用性人才這個主線,突破傳統本科“老三段”課程教育模式,構建工程技術應用能力初步培養、單項強化培養、綜合提高遞進式的課程教育體系。新專業的課程教育體系應從培養學生專業應用能力出發,明確各門課程在人才培養中的地位、任務及各門課程銜接部位的界定和聯系,結合學校特色和社會的實際需要,充分考慮社會需求的多樣性、多變性和教學工作相對穩定性的關系,對教學計劃進行修訂,增加專業核心課的課時,加大實踐學時,增設綜合性和研究性課程。
2 抓好新專業的內涵發展培養出適應市場需求的專業學生
教育要以人為本,新專業的發展因其固有的弱勢更需要以人為本,應牢牢立足于培育新專業人才與社會需求相適應,把提高教學質量作為第一要務,這樣新專業才能有生存的空間、發展的基礎。新專業只有堅持走自己的特色之路,培育出與現有老專業有明顯區別的人才,才能不受到制約,才能發展。一個新專業的前途和命運在很大程度上取決于市場需求,我們應將新專業發展放在市場經濟的大背景下審視,在市場需求的大環境下謀略。在總結現有專業各個方面問題的基礎上,認真做好市場對本專業需求情況的調研。高校培養的人才如不能適應社會需求和市場需要,畢業生的知識結構和應用技能如不能受到用人單位青睞,就根本沒有什么專業發展可談。新專業的發展必須要以教學質量為中心,改革教學體制,使課程設置與專業要求相適應,使學生興趣與專業特點相適應。市場經濟體制下的高校辦學,必須將高校的教學質量視為命脈。新專業發展必須要以教學質量為中心,沒有教學質量的保證,就沒有人才培養的保證,就沒有新專業發展的空間和基礎,要加強新辦專業建設,制定和完善新辦專業的發展規劃,健全和完善教學管理制度與管理辦法;改進課程體系,優化課程結構。
3 以現有專業促特色鮮明的新專業的發展
我校勘查技術與工程專業的培養目標是培養具備地質學、應用地球物理學等方面的基本知識,能在資源勘查、工程勘察、管理等單位從事各類資源勘查與評價、管理等方面工作的高級工程技術人才。本專業學生在學習數學、物理、化學、外語、計算機的基礎上,主要學習基礎地質學、應用地球物理、巖土鉆掘方面的基本理論和基本知識,受到工程師的基本訓練,具有資源勘查及工程勘察的設計、施工、管理的基本能力和勘查新技術、新方法研究和開發的初步能力。本專業培養的畢業生應獲得以下方面的知識和能力:掌握巖土力學、地質學、水文地質學、工程地質學、應用地球物理學、應用地球化學等基本理論和基本知識;掌握重力、磁法、電法、地震、測井等地球物理勘探技術;具有常用地球物理勘探、地球化學勘探方法施工及數據解釋的基本能力,具有對資源勘查與工程勘察新技術研究和開發的初步能力;熟悉國家有關礦產資源、工程勘察方面的方針、政策和法規;了解國內外資源勘查與工程勘察新技術及其發展動態;掌握文獻檢索、資料查詢的基本方法,具有一定的實驗設計,創造實驗條件,歸納、整理、分析實驗結果,撰寫論文,參與學術交流的能力;具有初步的科學研究能力和一定的實際工作能力。該專業的理論課與地球物理學專業的理論課相近,但本專業作為工科專業,更加突出了學生的實際動手能力,所以,在培養方案中,我們加大了實驗課和實習課的比例。在理論課教學方面,我們要充分發揮地球物理學這個理科專業的優勢,使該專業的學生擁有扎實的理論基礎。此外,我們學校的特色是與煤礦聯系緊密,該專業應充分發揮這個優勢,在理論和實踐教學中突出其知識在煤礦方面的應用。
為了實現以上目標,我們首先要努力探討相應的體制改革措施,引進“人才評價、質量評估”的教學管理新機制。其二要有配套管理機制,即“教學成本效益”的核算機制和教學工作激勵機制。其三,該專業的課程設置要符合新專業的要求,如果學生缺乏相關課程的學習,則難以保證學生的教育質量與就業率。學生的就業率,是衡量我們辦學興校的一把尺子,也是高校辦學的出發點和立足點,辦學要順從社會應用人材的客觀需要。要提高教學質量、提升就業率,就要讓學生多了解新專業的發展前景,激發學生對新專業的學習興趣,就要讓學生了解新辦專業新的特色與面向社會的新要求,使學生對新專業特點相適應。因此,我們在課程設置中開設了《勘查技術與工程專業概論》這門課,通過這門課的學習,可以實現以上的目的。
4 結語
以上是筆者對我校新辦的勘查技術與工程專業建設的幾點思考,由于只招收了三屆學生,尚未有畢業生走向社會,故還有很多問題待于進一步探討。但若要想把新專業建設好,必須要以培育專業人才為本,以市場需求為導向,使學生素質與社會需求相適應;要以教學質量為中心,使課程設置與專業要求相適應,使學生興趣能力與專業特點相適應。
參考文獻
篇8
經濟的全球化、科技的飛速發展,建設投資的大幅度增加以及我國加入WTO后對外開放程度與世界融合度日益提高,如何培養21世紀地質工程學科的綜合型、實用型人才,怎樣建立一種新型的人才培養模式,既與國際接軌,又保持我國特色優勢,是擺在我們面前的一個首要問題。綜觀國內高等學校地質工程專業的培養模式,基本是大同小異,即在國家教育部教學指導委員會的指導下,設置的課程體系基本相似,一些院校根據自己的傳統專業、師資、實驗條件等突出自己的特色。但他們對市場需要、國家經濟轉軌、學生就業前景等分析不夠,往往造成學生分配難以及學生所學知識與市場需求脫節等現象。本文在充分調研國內外高校地質工程專業人才培養模式的基礎上,結合本校地質工程人才培養模式、我國目前地質工程專業的市場需求及借鑒國外高校地質工程培養模式經驗,提出一種地質工程學科人才培養的新模式。
二、國內外高校地質工程專業人才培養模式分析
1.國外高校地質工程專業人才培養模式在美國、加拿大、歐洲等國家的高校中,往往不區分“地質工程”與“巖土工程”,這二者皆是同一個詞“GeotechnicalEngineering(英文)或Geotechnique(法文)”。他們將“巖土工程或地質工程”設置在土木工程大學科下,一些院校也在地球科學下設置“巖土工程或地質工程”專業。他們在加強基礎學科教學(如數、理、地質、環境、人文、工程、計算機、管理等)的同時,更強調培養學生的創新思維能力,給學生更大的彈性空間和創新思維空間。讓學生積極參與到企業、非營利機構和國家實驗室的科研、工程、經營工作中去。這樣學生不僅可學到專業知識,而且也培養了解決復雜問題和帶有挑戰性問題的能力。與此同時,社交能力和人文修養也得到較大提高。這種素質教育形式,使學生能盡快融人社會,適應工作,不使國家高昂的培養費浪費掉。美國1987年就開始實施《科技中心計劃》,這個科技中心是由多個大學共同組成的研究中心,由國家基金會長期穩定資助,其宗旨是能將科技、教育和知識轉移活動集為一體。這個中心并非單獨由大學來組成,而是還有非營利機構、企業界和國家實驗室共同參加研究工作,聯合攻關,其中大學教授攜帶博士、碩士研究生和高年級本科生參與。從效果來看,使學生獲得了極大的收益,不僅將課堂學習或自學所得知識在實踐中加以應用,而且培養了學生的創新思維能力,并在實踐中加以鍛煉提高。這個計劃開創了許多新領域,取得不少創新性成果,其中不乏思維活躍的本科生、研究生的貢獻。另一方面,該計劃在各大學問,各學科間,各研究所間,甚至社會各界架起合作橋梁,實現了“集成創新”。這種形式消除了各學科間、單位間的傳統障礙,創立了科技、教育領域中的新模式。
2.國內高校地質工程專業人才培養模式綜觀我國高校地質工程專業人才培養模式,可分為如下幾類:(1)原地質礦產部所轄院校,如中國地質大學、長春地院(現合并到吉林大學)、成都地院(現改為成都理工大學)、西安地院(現合并到長安大學)的原專業“水文地質工程地質”、“探礦工程”等,在計劃經濟下已經形成了一套完整的人才培養模式,重基礎,輕實踐,學生的分配去向基本上是各水文地質工程地質隊,工作2~3年后才能適應工作環境。20世紀90年代初,在市場經濟的大潮下力求改革,重視寬口徑,使學生在人才市場上能找到自己合適的工作,發揮一定的作用,但受傳統培養模式的影響,仍不能滿足今天經濟發展的人才需求大潮。
(2)原建筑、水利、礦業、鐵道等部門所轄院校(如同濟大學、河海大學、中國礦業大學、西南交通大學等)的原“水文地質工程地質”專業,大多都帶有一個詞冠,“如鐵路工程地質”專業,“水利工程地質”專業等。按這種要求,學生就業皆在自己部門所轄下屬單位就業。這樣就造成重視自己部門的專業知識,培養出的大批“專才”,僅能在很狹窄的部門就業,一工作往往是一輩子,無法做到人才流動。20世紀90年代以后,這種局面已有較大改觀,但仍走不出傳統人才培養模式的圈子。
三、地質工程專業教學改革分析
1.全面提高,協調發展明確“致高、致用、致遠”的辦學理念,使學生養成高尚的道德品格和人文精神,促進學生德、智、體、美全面發展,知識、能力、素質協調發展,獲得適應時代要求的知識技能和科學精神。以掌握整體優化的知識結構為基礎,以培養能力,尤其是學習能力和創新能力為重點,以提高素質為目標,形成經濟可持續發展的條件。
2.強化基礎,拓寬口徑在經濟教育的大視野中,本科教育帶有明顯的基礎性和階段性。要改變大學教育內容偏窄、專、深的傾向,構建自然科學基礎,人文社會基礎、學科基礎以及基本技能和基本素質的基礎教育體系。拓寬專業口徑是社會發展的必然要求和高等教育的共同趨勢,是增強學生適應能力也是增強專業的適應能力的時代要求。其重要標志是拓寬學科基礎,建設面向學科群的平臺課程體系?!昂窕A、寬口徑”是目前人們常用的名詞。有的學者認為“基礎”是指人文科學、自然科學等范疇中最基本的知識,也就是厚基礎是重視素質教育,有的則認為厚基礎是指專業基礎知識。筆者結合地質工程專業培養人才的特點來看,應該屬于后者。對于“寬口徑”的含義很多教改文章看法也不盡一致。社會上的每一個專業技術崗位的工作,實際上都需要多種專業知識融為一體方能勝任。并且這種知識還需在實踐中多次反復才能上升為工作能力。地質工程這種實用性極強的工科專業更是如此。學生除掌握地質知識、數理知識、工程技術知識,還需學機械知識、材料知識、計算機等以及經濟核算、會計學、工程質量、工程設計、社交、人文環保和法律等一系列學科的基本知識,并把這些知識有機地結合起來,才能應付實際工作,而這些知識是無法通過課堂教學融為一體的,只有打下一定的理論基礎后,再在實踐中加以鍛煉,才能將理論知識變為自己的能力。
3.加強實踐,突出創新新的人才培養方案一方面要體現理論教學、實踐教學和科學研究三元結合的教學模式,另一方面在當前要下決心精簡理論教學,增強實踐教學,突出創新能力培養。引導學生在研究開發中學習,在網絡上學習,在課外活動和社會實踐中學習。人才培養、科技創新和社會服務是現代高等教育的三大功能。如高校人才培養還沿用傳統的課堂基礎教育,那只是高中教育的延伸??萍紕撔率歉叩冉逃c職業教育、基礎教育的最大區別。高校創新能力必須加強,在更深層次上促進科技與教育的結合,整合科技與教育資源。要建設一流大學,必須把科技創新放在突出位置,要重視創新性基礎研究,加強應用性科技創新,更重要的是解決關系經濟社會發展的全局性問題。
4.加強教改,培養個性有人做過試驗,通過動手掌握的知識,事后能保留下8o。通過實際觀察掌握的知識事后能保留下的不過5O,而通過聽教師講述,事后能保留下的僅僅1O~2O。地質工程是一門實踐性極強的學科,若僅停留在課堂的講述,學生過后是沒有任何印象的,并且很多現象是無法理解的。如“砂土振動液化”現象,按理論原理,力學機制講解,學生極其費解,更無法想象它的巨大潛在危害。為此我們近年將學生帶出野外去施工現場或去河床親自動手做個簡單的實驗,其結果使學生感到十分驚訝,跺跺腳就能讓砂基液化,變為近似液體,龐大的建筑物若建在這樣的砂基上,其后果將不堪設想。過去對學生的興趣、愛好、個性等方面重視不夠,采用統一的教學手段,收不到很好的效果。例如,有的學生在學校的學習成績平平,然而進入工作崗位后,卻表現出卓越的才能,取得優異成績。這說明學生進入工作崗位后,能充分按自己的個性施展才華,使自己獨特的方面得到極致的發揮。為此,筆者認為,不應劃統一的教學大綱,不搞一成不變的試題庫。教學應結合工程實例,利用照片、實物、多媒體等多種形式的教學方式全面引導學生掌握技能。
四、課程體系、內容的改革
進入21世紀以來,國際巖土工程勘察技術、新方法發展極快,設備要求更新、更高。這主要是以適應高層建筑、大型水利工程、大跨度橋梁、深長隧道、高速公路、海洋平臺及核電站等重大工程的勘察、設計、施工和運營的高標準要求。為此,我國也頒布了各種新的工程規范(國標,皆已修訂出版)。同時也實行了注冊巖土工程師考試制度。這一系列新的舉措給高等學校的地質工程專業的人才培養提出了更高的要求,學校也面臨著教學改革的嚴峻考驗,所以必須下大力氣研究地質工程人才培養的新模式,以適應21世紀高級工程技術人才的市場需求。
1.公共課現階段令教師難辦之處在于,教學內容不斷增加,學時不斷減少,教學質量又要不斷提高,如何解決這一矛盾,是值得研究的問題。以我系勘察技術與工程專業(地質工程方向)為例,基礎課占很大的比例。如高等數學、普通物理、政治、英語、計算機、地質學、力學、測量等所有基礎課,基本上是安排在一、二年級學習。學生的確負擔很重,學習興趣下降,收效甚微?,F階段的大學生四年中為了應付英語的四、六級考試,花去相當大的精力。對于這一點,國內學者也爭論較多。有的認為,花大量時間學外語,利于國際交流,利于與國際融合與合作。有的則認為這是人精力的嚴重浪費,大多數人工作以后,基本上不用英語,過上二、三年又基本還給教師。筆者認為:在中、小學階段,人的模仿能力和語言能力極強,那時是學習外語的最佳時期。而到大學后,人的邏輯思維能力逐漸加強,應該把精力放在充分施展這些能力的學習上。我們應當研究在大學里學習外語的方式方法,決不應把大學的外語學習變成一種應試教育。而采用“雙語教學”,高年級和研究生階段可逐漸過渡到“英語教學”。讓一部分學生接觸原版教材(含網上電子教材),這可能是提高學生外語能力的有效途徑。對于地質工程專業本科而言,筆者認為:學生的高數、力學課程不宜再壓縮,地學基礎課可適當減少二門或增強普通地質學的學時,增加其內容,代替其它如古生物、地層、礦床、巖石、礦物等。在二級開設概率論,數理統計和線性代數,這為后續的專業基礎課和專業課學習打下良好基礎。
2.專業基礎課地質工程專業的專業基礎課較多,如土力學、巖體力學、工程地質數值模擬、有限元、物探等。這類課程在網上也能見到一些電子教材,或教師自編電子教材,利用CAI軟件和一些錄像帶進行輔助教學,可大量節約課時,而且可充分調動學生的積極性。計算機和網絡的飛速發展,給教學方式提供了極大的方便,我校地質系已走在全校前列,給每位教師都配備了筆記本電腦和數碼像機,讓每位教師盡可能采用多媒體教學,這樣可大大節約課時,而內容卻不減少,同時也減少了教師板書的繁重重復勞動。
3.專業課地質工程專業是一個實踐性極強的專業,學生掌握好專業知識極其重要,這關系到學生走上工作崗位后適應的速度。為此,我系教師結合自己的科研項目,將工作中所積累的大量照片,設計圖紙等材料穿插在多媒體的教學中,收到良好的效果。另外,還帶學生走出去,到實際現場中去參觀施工、勘察的操作步驟,學到很多的實際知識。如工程地質、水文地質、巖土工程勘察及基礎工程學等都采用這種方式,收到良好的效果。
篇9
【關鍵詞】固體礦產區域找礦技術
中圖分類號:F407.1 文獻標識碼:A 文章編號:
一.前言
隨著工程技術的發展和勘探設備的研發,這些先決條件對于固體礦產區域的找礦起到了促進的作用,雖然區域找礦技術逐漸發展起來,但是它的技術是否成熟還需要等待進一步的考驗。
目前,頗受礦床研究以及礦床勘察領域關注的問題集中在于如何建立和改善礦床的模式,以及明確找礦的類型;如何通過對成礦規律的研究,使勘探者明確礦物具體蘊藏在哪些地方;其最關鍵的是如何利用已有的先進技術和收集到的礦物信息對礦物進行系統研究?,F對區域找礦技術基本內容以及相關方法進行探討。
二.固體礦產區域找礦基本思路
在地質基礎科學理論和經驗知識的指導下,運用各種找礦技術手段和方法措施,如地質調查、物化探、遙感、槽鉆坑探工程等,結合工程實際情況系統收集勘查區內所擁有的地質礦產信息數據資料,詳細了解或查明勘查區域的地質特征、含礦特征、礦產質量、資源儲量、以及采選冶條件等,進而為固體礦產區域找礦技術方案規劃設計提供重要的參考依據。由于受當時技術條件和投資資金等因素的制約,單個礦種或礦床在過去的找礦工作中占據非常重要的地位,但由于此種方式對找礦工作人員的思維、找礦邏輯、視野等均造成較大限制,其比較適合于銅礦、金礦、鐵礦等變巖型礦產資源的找礦收集,而對于整個礦床而言,單一礦產找礦開采是在損失其它礦產資源利用價值的基礎上形成,這樣勢必會帶來嚴重的資源浪費。對于整個找礦系統進行過分細致的劃分,會使整個找礦工作變得復雜凌亂,不利于找礦勘查工作人員對勘查區礦床及整個礦系進行宏觀整體認識規劃,而區域找礦技術在固體礦產找礦中,不僅可以提高找礦的命中率,同時便于找礦人員構建綜合性整體性的找礦思路體系。
在固體礦產找礦過程中,要求找礦人員對已探知的礦床的數據資源進行歸納總結,要思考礦床來源以及可能走向,這樣可以對礦產區潛在礦系譜提供詳細的理論和數據支撐。找礦人員不僅要研究勘查區成礦的地質因素,同時還要考慮礦床形成的保存條件,從而提高找礦工作效率。
如何在包括地質、地球、化學、地球物理和遙感等海量數據信息中提取出有效的數據資料,就是找礦人員提高其工作效率所需面臨的主要問題,首先,找礦人員應以地質成礦理論等為理論指導,建立可行的找礦預想方案,并結合現場實際情況,對礦場存在的可能性和概念模式進行初步預想,然后,對所形成的礦床概念模式,結合找礦區域現有的地質條件表現,利用對比證實等方法,對所收集的數據信息進行有效篩選,進而對找礦概念模式進行進一步檢查和修正完善。當然,現場調研、信息準確性核對、以及礦床概念模式體系的細化,在整個找礦過程中的必要性也是不可忽視。
三.礦產的區域找礦方向單個礦種或礦床在過去的找礦工作中占據主要地位,但這種方式對于找礦人的思維以及視野造成限制,其有利的因素在于對銅礦、金礦、鐵礦等變巖型礦產的采集,使得一種礦產被挖掘時整個礦床失去了利用價值,帶來嚴重的浪費。綜合區域找礦以及勘測技術的發展使得找礦的目標擴展到了多礦床多組合系列,有利于開發采礦系統,充分查找潛藏的礦種以及礦床類型。對于采礦系統過分細致的劃分使得整個采礦工作變得更加凌亂,不利于找礦人員對于礦床以及整個礦系宏觀整體的認識,區域找礦技術有利于提高找礦的命中率,有利于構建綜合性整體性的思路。
在找礦的過程中不應該著眼于全國乃至大區域范圍的系統論觀點,應該分層次的逐漸縮小區域,建立不同階段找礦任務的戰略目標,在找礦的過程中不應該急功近利期待一蹴而就,發現具體的礦床也不能好高騖遠,把眼光限制在大規模大范圍的遠景型區域上,通過各種不同設備與技術的層層融合,為找礦工作帶來新的突破。以長江中下游地區礦產勘查為例,區域找礦學家通過總結前人不同類型,不同礦種的物化探法,對于銅礦的低電阻高磁,鐵礦的磁重形成了較為一致的認識。利用激光、磁力、重力,對于矽卡巖型鐵礦進行開發,利用重力以及磁力對于斑巖型銅礦進行找礦工作的拓展,弄清勘察的流程和區別不同的勘察條件也尤為重要。根據地質條件和勘察條件的不同,將各類型礦床劃分為深度地區、新生代盆地覆蓋地區和新層次類型地區。
在找礦的過程中,應該形成這樣的思路:即對于已經探知的礦床,要思考礦床來源以及走向,這樣有利于對潛在礦系譜提供成熟的理論根基。過去單一化的找礦方法使人們往往局限于成礦的地質因素的探究,淡化了礦床保存條件的研究。在實際工作中,要避免這種“撿了芝麻丟了西瓜”的失誤,既要研究成礦的地質因素,也要考慮礦床形成的保存條件。為了避免盲目的進行找礦還應該搜集一定的找礦信息和礦床的概念模式。利用現代電子以及計算機信息技術。由于固體找礦技術設計多個學科,多種理論的融合,對于海量的書庫要學會利用三維現代化信息技術,進行高度的模擬和整合,以點帶面,使數據處理的精度和準確度得以不斷的提高。化探以及物探等技術的不斷革新使書庫的存儲以及采集更加高效。四. 勘查礦山采空區的主要方法由于礦山的地質災害都在深部發生,勘查多采用物理勘查方法。
1. 高密度電阻率法高密度電阻率法是以巖土體導電性差異為基礎的一類物探方法,它對不太深的采空區地下水系勘查十分有效。
2. 視電阻率法視電阻率法與導體材料的性質有關,一般金屬礦山都是塊狀硫化物礦體,它是一種良導電體,具有極低的電阻率,而有待探明的采空區為空氣充填,空氣是絕緣高阻,其電阻率與硫化物礦體的電阻率有顯著的差別,利用這種差別就可圈定出采空區。
3. 瞬變電磁法瞬變電磁法是利用不接地回線或接地線源向地下發送一次脈沖電磁場,在一次脈沖磁場的間歇期間,利用線圈或接地電極觀測地下半空間二次渦流場的變化,從而達到探測目的。該方法信噪比高、分辨力強、探測深度大、探測速度快、在某礦區,我們發現采空區(空洞):低阻、高感應、高縱向電導;回填:低阻異常中間夾較高阻層;氧化礦區:中低阻異常,層位厚度大,深度在200m以內,部分地段電阻率相對較低,應為空區。
五.固體礦產區域找礦關鍵技術1 新一代航空物探找礦技術新一代航空物探技術的主要目的是在各種地域(中高山區、沙漠、海洋)等區域,通過航空物探實現中大比例尺、高精度、多方法、多參數的測量找礦,也就是利用航空快速測量優勢,為固體礦產找礦的地質調查開展提供先導的參考資料,從而有效提高找礦工作效率和準確性。
2 新一代電勘查找礦技術為適用于山區礦產資源普查找礦和進行區域性電性調查,利用完善被動源電磁法、輕便型主動源電磁法、以及激電法等先進的技術方法,可以實現對固體礦產區的電性進行多功能、多分量、多參數、同步頻域、時間域的動態測量和信息收集,從而為固體礦產區域找礦提供詳細的數據資料,有效提高找礦工作效率和準確性。
3 復雜介質條件下的地震勘查技術地震勘查方法對于礦產區深、淺目標均能詳細探測,可用于復雜介質條件下的多種類型地震波分析工作。在地質結構條件較為復雜礦產區,尤其對于金屬礦區而言,可以對不同地質-地球物理模型開展多類型地震波的數學和物理模擬分析研究,進而提出更加符合實際情況最佳地震勘查波類型的組合,進而形成完整的詮釋系統,提高找礦效率。
4 “直接”探測礦產的新方法、新技術相當多的礦產具有該類物質專屬的物理特性,研究和探索出能夠“直接”探測礦產的新方法、新技術是地質勘查找礦非常重要的工作內容。利用改進譜激電法,從而研究開發出壓電、壓磁、震電磁輻射、核電磁輻射法及各類極化曲線法等技術方法,跟蹤世界新原理物探方法的動態和吸收物理、化學等在礦產找礦中的新技術、新方法、新發現,從而有效提高固體礦產找礦工作效率和準確性。5 物探智能化多參數互約束解釋系統為提高固體礦產找礦過程中解決地質問題的能力,往往需要采用將多種方法綜合起來,結合計算機自動化、智能化等技術手段,形成地質與物探等多參數相互約束的二維及三維定量詮釋模型系統,并結合工程實際情況,在工程中進行單參數實用技術三維反復演練,研究和開發出多參數解釋、互約束反演及聯合反演技術系統,實現對找礦信息資源的動態可視化管理。
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自然科學的根本目的在于揭示或逼近自然的本質規律,其根本價值在于能指導人類認識自然、開發利用自然和改造自然。評價任何一種理論(或假說)正確與否,不能僅看它能否解釋已發現的現象和事實,更要看它能否成功地預測未發現的現象和事實,能否成功地指導人類認識自然、開發利用自然和改造自然。
19世紀80年代到20世紀40年代初,大地構造領域占統治地位的是“地槽-地臺”學說(簡稱“槽-臺”學說)。20世紀30年代到50年代,陳國達教授在全面深入研究中國東部地區的大地構造特征時就敏銳地認識到中國東部的所謂“地臺區”與1885年Suess等創立的地臺概念所描述的特征不同,它是一個重新“活化”了的構造單元,但又與其前的“地槽”存在本質的差異。在大量新發現的事實和綜合分析研究的基礎上,陳國達于1956年創造性地提出了一門新的大地構造理論———地洼學說。他陸續發表了一系列論文,論述了中國地臺“活化”的事實,提出了“地殼第三基本構造單元———地洼區”的概念,論證了地殼發展的一般規律———地殼動“定”轉化遞進律,由此構筑了地洼學說大地構造理論的基本框架。其后,陳國達教授又將地洼學說的研究范圍擴大到成礦學領域,闡述了地洼成礦的基本特征和規律以及遞進成礦的思想,創立了成礦構造學和構造地球化學、多因復成成礦和殼-幔成礦等新的學科和研究領域,進一步發展和完善了地洼學說成礦學理論。1977年,陳國達教授提出的“地幔蠕動熱能聚散交替說”,深刻地解釋了地殼動“定”轉化遞進演化的動力機制。1992年,他又集傳統大地構造學和板塊學說之所長,創造性地提出了“歷史-因果論大地構造學”,進一步發展了地洼學說的地殼動力學理論,使地洼學說發展成為融大地構造學、成礦學及地殼動力學等為一體的地學綜合理論體系。同時,陳國達即以此說指導編制《亞洲陸海殼體大地構造圖》和《中國成礦大地構造圖》,并對造盆作用和超大型礦床進行了精辟的研究,提出了全新的成礦盆地分類方案和超大型礦床的歷史-動力學成因論述。
1998年,他在繼《地洼學說———活化構造及成礦理論體系概論》[出版后,推出了《亞洲陸海殼體大地構造》專著,使地洼學說的發展推到一個新的層面,反映了當今國際大地構造領域的研究前沿,同時為打破近期國際大地構造理論的“僵局”,開創大地構造新理論的探索開辟了新的途徑。
“地洼學說”經受了40多年的實踐檢驗和時間考驗后,現已逐步得到了國內外同行的廣泛承認和傳播、應用,為科學和經濟的發展做出了巨大的貢獻。日本弘文堂出版的《科學史技術史大事典》將地洼學說的創立作為世界科學史的大事之一,列入《世界科學技術史年表》,由中國社會科學出版社出版的《當代中國地質事業》也給地洼學說以高度評價,陳國達教授也因此而獲得了很高的榮譽。
2 地洼學說的理論貢獻和科學價值
自然科學的理論是指導和幫助人類在探索自然的過程中透過現象揭示本質的有力武器和工具,而不是用來解釋某些自然現象的教條。地洼學說作為地球科學的一個理論體系,其生命力就在于它能正確地指導人類探求地殼演化運動規律和地殼中礦產形成分布規律,為地球科學理論大廈的建立做出了不可磨滅的貢獻。
地洼學說對整個地球科學理論體系的主要貢獻可概括成如下4個方面。
a·突破了傳統的地殼構造“二元論”,建立了地殼構造多元論,并科學地論證了地殼第三基本構造單元———地洼區。
1859年Hall注意并描述了地槽這一現象,1873年Dana首次使用“地槽”(Geosyncline)這一術語,1883年卡爾賓斯基注意到并描述了地臺這一現象,1885年Suess首次采用“地臺”(Platform)這一術語,直到20世紀50年代,槽-臺說一直統治著整個大地構造領域。按照這一學說,地殼的基本構造單元只有2個:地槽和地臺,非“槽”即“臺”,非“臺”即“槽”,把活動的構造單元完全等同于地槽,而將穩定的構造單元完全等同于地臺。盡管后來隨著地質工作的深入已經發現包括中國東部地區在內的許多被劃為地臺的地區,其特征與典型的地臺特征相差甚遠,但沒有人敢于突破已有框架,而是在原有概念上外延,提出“準地槽”、“準地臺”之類的折中術語,只有陳國達教授敏銳地認識到它們之間的本質區別和相互聯系,大膽地提出了地殼存在第三基本構造單元———地洼區,地洼區是繼地槽區和地臺區之后形成的既不同于地槽、也不同于地臺的新型活動構造單元,并進一步指出:在地槽形成以前,可能還存在相對穩定的構造單元“X”,在地洼衰亡以后還將出現更新的“穩定”構造單元“Y”,從此結束了流行近一個世紀的地殼構造“二元論”,創立了地殼構造“多元論”。這實質上是人類對于地殼演化規律認識的質的飛躍。正是由于這種飛躍,導致了對區域成礦規律及地震等地質災害規律的重新評價,使我們對地殼構造的空間格局和礦產的空間分布規律以及其它與地殼演化運動有關的地質現象的認識發生了一次質的飛躍。
b·突破了地殼構造直線發展或循環發展的模式,建立了地殼構造動“定”轉化遞進演化的螺旋式發展模式。
槽-臺說及其變種都認為:地殼構造的發展只能是地槽到地臺(泛地槽說),或者是地臺到地槽(泛地臺說),或者是地槽-地臺的反復循環(老多旋回說)。用這種簡單的模式來概括復雜的地殼發展史無疑要碰到許多無法解決的矛盾。陳國達創立的地洼學說認為地殼構造的發展是動“定”轉化遞進演化的,是螺旋式上升的?,F在已確定的3種構造單元的發展是地槽地臺地洼,而地槽又有可能是由我們尚未知的相對穩定的構造單元X發展而來,地洼也還將向我們還未知的相對穩定的構造單元Y發展,這種發展在時間和空間上都是不平衡的。這種動“定”轉化遞進演化的地殼發展模式“完全符合辯證唯物主義關于世界處于不斷運動和無限發展的原理,正確地反映了物質世界的發展不是簡單的循環和重復,而是由低級到高級,由簡單到復雜的無限過程”。這一模式不僅解決了原槽-臺學說的簡單模式無法解決的矛盾,也為大地構造研究、成礦學研究以及地震、工程地質、全球變化的研究開辟了一條全新的思路。
c·突破了傳統的單因素成礦觀念,建立了多因素成礦的多因復成成礦理論。
傳統的成礦理論認為一個礦床只是由一種成礦作用所造成。實際上,許多礦床的特征卻不能用某一種成礦作用所解釋。1975年,陳國達教授在認識到許多礦床的成因具有“亦此亦彼”的特征之后,根據地洼學說的地殼遞進演化規律,認為成礦作用也是遞進發展的,不同地殼發展階段的不同成礦作用可以疊加作用于同一成礦體系,從而造成比單種成礦作用所成礦床規模更大和富集度更高的礦石聚積。他將這一類礦床總結為具有多成礦階段、多物質來源、多成因類型、多控制因素和多產出形式的“多因復成礦床”,并從大地構造與成礦學角度深刻論述了“多因復成礦床”的形成機理。多因復成成礦理論的創立是成礦理論發展史中一次劃時代的革命性飛躍,為成礦學的發展開創了一個新時代,為成礦規律和控礦因素的研究,為找礦預測工作提供了強有力的理論工具。現已證實絕大多數大型和超大型礦床都是多因復成的。
d·在大地構造的研究方法上,融歷史分析法和動力分析法之所長,建立了歷史-動力研究法系統。
在眾多的大地構造學說中,按其研究內容的側重面和研究方法的差異可分為歷史大地構造學和動力大地構造學2類,前者側重于探討地殼的時間發展規律及其原因(如槽-臺說),后者則側重于研究地殼的空間運動規律及其原因(如板塊學說)。相應地,其研究方法也可分為歷史分析法和動力分析法。這2種研究方法各有所長,但如果分開使用,實際上就是將地殼的時空運動人為地分開而造成片面性?,F代物理學已經證明任何物質的運動都是四維的(時間+三維空間),也就是說物質運動的時間過程和空間過程是不可分的,其規律和原因是統一的。陳國達教授在創立地洼學說時就認識到了這一點,充分考慮了2種研究方法的長處和短處,提出了歷史分析法和動力分析法相結合的思想,其后又不斷補充完善,遂創立了歷史-動力綜合研究法,這決不是簡單地把2種方法加在一起,而是一種再創造,不僅充分利用了二者的長處,同時,也解決了二者的矛盾,彌補了二者的不足,為大地構造學方法論的發展開辟了一條新的道路。
3 地洼學說的實踐貢獻及社會經濟價值
自然科學的理論除了表現為對自然本質規律的高度概括以外,還應該具有可操作性和預測能力,這樣才能被直接或間接地應用于開發利用自然和改造自然的實踐,才能創造經濟價值。地洼學說就是這樣一種理論,它在人類開發利用地殼的礦產資源及其它地質資源,預防和整治地質災害等實踐中發揮了全新的歷史作用,創造了巨大的社會效益和經濟效益。具體來說,這種貢獻主要體現在如下4個方面:
a·指導區域成礦規律的研究和區域找礦戰略的部署。
雖然找礦在很大程度上是一個工程技術問題,但到哪個地區去找何種礦產卻是一個科學問題,是根據大地構造理論及區域成礦理論來做決策的。至于某一地區的成礦規律如何,也是在大地構造理論的指導下進行研究的。地洼學說認為許多原屬于槽-臺學說所劃的地臺區(同時也認為是內生礦產不豐富的地區)實際上是地洼區,這些地區是礦產豐富的地區,因為它不僅繼承了地槽及地臺階段形成的礦產,而且因地洼階段獨特的沉積建造、構造變動和巖漿活動等而形成了獨特的地洼型礦床。這一科學的論斷對區域成礦規律的研究和區域找礦戰略的部署的貢獻是難以估量的。
應用地洼學說進行區域成礦規律的研究和區域找礦最成功、最有影響的例子當屬前蘇聯(現俄羅斯)的后貝加爾地區。按照槽-臺學說,這個地區屬地臺區,原認為是無礦或找礦遠景極小的地區。但按照地洼學說,這個地區是在后加里東地臺基礎上發展起來的中-新生代的構造-巖漿活化區,即地洼區(類似于我國的東南地洼區),應該存在與中-新生代構造-巖漿活化密切相關的有色金屬礦產。蘇聯地質學家大膽地突破了建立在傳統的槽-臺學說基礎上的Ю。A。畢利賓成礦理論,應用地洼學說在該區進行找礦研究,結果找到了大量的鎢、錫、鉬、螢石等礦床,這些礦床同地洼階段構造-巖漿活動具有直接的成因聯系。這一發現使得前蘇聯從貧鎢國一躍成為世界第二大產鎢國(僅次于中國),由此可見地洼學說對蘇聯找礦貢獻之巨大。因此,蘇聯人民也表現出了對陳國達教授的無比崇敬,使得陳國達教授成了中蘇關系解凍前夕第1位被邀訪蘇的中國科學家。
我國地洼學說應用于三水鋁土礦的找礦研究也取得重要的成果。三水鋁土礦是選冶容易的優質鋁礦資源,而我國的鋁土礦資源中97%以上者為難選難冶的一水型鋁土礦,三水型鋁土礦找礦在我國長期未能突破,其根本原因就是指導思想不對路。由于形成三水型鋁土礦必須具相對穩定的大地構造背景,因此,長期以來把地臺構造層作為尋找三水型鋁土礦的主要層位,世界上大型三水鋁土礦也確實都是地臺型的。但根據地洼學說,中國的地臺區大部分已經于中生代中期活化變成地洼區,僅余伊陜、四川及松遼3個殘留小地臺。由于地洼階段的構造、巖漿活動的影響,地洼區內的地臺型三水鋁土礦絕大部分已脫水變質成一水型鋁土礦,即使在幾個殘留的小地臺內,也或多或少地受到了影響,三水型鋁土礦也不復存在。因此,在中國境內尋找大型的三水鋁土礦,地臺構造層不是理想的對象。而地洼階段的余動期后期(新第三紀至第四紀),因地殼構造變動和緩,并且此后地殼變得相對穩定,有利于三水鋁土礦的形成和保存,是尋找三水型鋁土礦的潛在對象。正是根據這一思想,陳國達教授等于1983年向當時的冶金部提交了《我國三水鋁土礦資源的找礦方向》,1984年8月,陳國達教授又在北戴河召開的中國有色金屬工業總公司“發展與經營戰略研究討論會”上作了《在中國尋找三水型鋁土礦的地質依據》的報告。后幾經呼吁,終獲少量經費開展野外調查找礦工作。經過2年多的調查研究,終于于1987年在廣西貴港找到了紅土型三水鋁土礦床,接著又陸續在鄰側地區找到了相同的礦床,已查明其地質儲量達數千萬t,其潛在的經濟價值巨大。
又如鹽類礦床的找礦方向,地洼學說也發揮了重要的指導作用。鹽類礦產在我國并不豐富,特別是鉀鹽。按照傳統的成礦理論,鹽類礦床主要形成于古生代至三疊紀的地臺區,但在我國由于中新生代構造運動(地洼活動)強烈,這種地臺型的鹽類沉積或者構造復雜,或者深埋地下,很難作出詳細的評價,按此理論在我國進行鹽類礦床的找礦研究將走進一個死胡同,無法解決我國鹽類資源的供需矛盾。按照地洼學說,地洼盆地具有良好的成鹽條件和保存條件,是鹽類礦床找礦的重要對象[4]。根據這一理論,我國已在地洼區找到了大量的鹽類礦床,目前我國鹽類資源主要產在地洼區,如云南的鉀鹽礦和青海察爾汗鹽湖鉀鹽礦以及最近發現的塔里木盆地特大型鉀鹽礦等。正是因為地洼學說對鹽類礦床找礦的重要指導作用,著名鹽類礦床專家袁見齊教授對地洼學說給予了高度評價。
b·指導油氣的地質勘查。
陳國達教授在創立地洼學說之初,根據地洼盆地形成時的古地理、古氣候及古生物方面的條件及地洼型沉積建造和構造型相之特征,斷定地洼盆地具有很好的生油條件和儲油條件,是尋找油氣的重要對象。盡管陳國達教授于1960年撰寫的關于“地洼區找油方向”的論文被某一知名刊物扣下未發,阻礙了地洼學說在油氣勘查中的應用,但是,地洼學說的找油思想還是在一些場合得以傳播,中國的石油地質勘查工作也都自覺或不自覺地應用了地洼學說。我國已發現的油氣田絕大部分都產于地洼區,是地洼階段陸相條件下形成的地洼型油氣田。
地洼學說對油氣地質勘查的另一貢獻是“古潛山型油田”的發現。過去在地洼區找油,因為生油層主要在地洼構造層,一般不把其下的地臺構造層作為找油的對象。后來費寶生等根據地洼學說的遞進成礦的思想,認識到“地洼區中的地洼構造層下面是尋找地臺型和地槽型油氣藏的廣闊天地”,認為找油鉆應該打穿地洼構造層,打到其下的地臺構造層。后來終于在華北某油田的地洼構造層之下找到了儲于地臺構造層灰巖中的古潛山型油氣藏?,F在古潛山型油田已成了我國油氣資源的重要類型,任丘、英邁里2號、輪南、東勝堡等油田都是古潛山型的油氣藏。
對于地洼學說對油氣勘查實踐的重要貢獻,《當代中國地質事業》給予了高度的評價:“陳國達地洼找油氣等理論,對研究中國油氣盆地的形成和分布規律,確定找油氣的部署,起著重要的指導作用。”
c·指導隱伏礦床(體)的找礦勘探工作。
地洼學說的成礦理論不僅包括了區域成礦學,而且對礦床及礦體的形成條件及控制因素也進行了詳盡的論述,形成了獨具特色的實用性很強的找礦理論體系,特別是對成礦的構造條件和疊加改造形成富礦床(體)的條件和控制因素的論述尤為突出和重要,對隱伏礦床(體)的找礦勘查具有重要的指導作用。
應用地洼學說的成礦理論成功地進行隱伏礦床(體)的找礦預測的實例很多,湖南花垣漁塘鉛鋅礦就是比較典型的實例之一。從20世紀50年代到70年代末,先后有多個找礦勘查隊伍在這兒進行過找礦評價工作,共施工了231個鉆孔,工程總進尺達68977。7m,其工作程度不可謂不深,然而找礦未獲突破,所得結論是:漁塘鉛鋅礦是一個大型貧礦,雖然局部有富礦,但難以圈出,據此工業部門也認為此礦是難以開發利用的。到了20世紀80年代,湖南地礦局405地質隊的舒見聞等又負責在此區重新進行找礦評價,他們應用地洼學說的遞進疊加成礦理論重新研究該區的成礦規律,發現地臺階段形成的礦體為整合型的貧礦,而地洼階段的北北東向構造的疊加改造才是形成交錯型富礦的重要條件。據此,他們預測了隱伏的富礦體所在的部位。1984~1985年進行了鉆探驗證,結果在施工的24個鉆孔中只有1個孔未見礦,其中有19個孔打到了富礦體,平均厚度達4。24m,Pb+Zn平均品位達6。71%,新增Pb+Zn金屬儲量35萬多t,取得了可觀的經濟效益,舒見聞也因此被授予1985年度地洼學說獎一等獎。
1989年孫振家等運用地洼學說成礦理論在湖南湘東鎢礦成功地進行了隱伏鎢礦體的預測,在預測的部位已打到隱伏鎢礦體的鎢的金屬儲量大于2000t,Cu的金屬儲量大于500t,解決了礦山的資源危機,取得了可觀的經濟效益。
1995年彭省臨等根據地洼學說成礦理論,結合應用先進的地球物理技術在云南老廠銀鉛鋅礦找到了長500m,平均厚度6m的含銀礦層,并預測了4個找礦靶區,論證了該礦可能為超大型的銀多金屬礦床,現為國家“九五”科技攻關項目的重點研究對象。
d·對工程、環境地質及地質災害防治方面的指導作用。
由于地洼學說在探討地殼構造運動和發展規律及動力機制時是“遠古與近代并重”,既考慮古構造,又研究新構造,因此對工程、環境地質工作的開展及地質災害防治也同樣具有指導意義。1974年陳國達應用地洼學說對五強溪水電樞紐工程的壩段選址及相關工程地質問題提出了很有價值的建議,為國家重點工程的順利進行做出了重要的貢獻。李浩鳴應用地洼學說對張家界砂巖峰林的形成條件進行了深入分析,對開發利用和保護“砂巖峰林”這一旅游地質資源具有重要意義。吳敬炳根據地洼學說深入分析了東南地洼區中的水氡異常特征,徐雪研究了四川的地槽、地臺和地洼型地熱水文地質特征,這些研究對地質環境、水文及地熱資源的開發利用很有意義。李建輝、張立漢利用地洼學說進行地震預報方面的研究,對地震災害的防治也很有意義。